Um romance robô voador inspirado em insetos, desenvolvido por pesquisadores da TU Delft do Micro Air Vehicle Laboratory (MAVLab), é apresentado em Ciência (14 de setembro de 2018). Experimentos com este primeiro autônomo, O robô de voo livre e de asas oscilantes ágil melhora a compreensão de como as moscas-das-frutas controlam manobras de fuga agressivas. Além de seu potencial na pesquisa de voo de insetos, as qualidades de vôo excepcionais do robô abrem novas aplicações de drones.

Os animais voadores tanto potenciam quanto controlam o vôo batendo suas asas. Isso permite que pequenos voadores naturais, como insetos, pairem perto de uma flor, mas também para escapar do perigo rapidamente. O voo de animais sempre chamou a atenção de biólogos, que não apenas estudam seus complexos padrões de movimento das asas e aerodinâmica, mas também seus sistemas sensoriais e neuromotores durante tais manobras ágeis. Recentemente, animais voadores também se tornaram uma fonte de inspiração para pesquisadores de robótica, que tentam desenvolver robôs voadores leves e ágeis, eficiente em termos de energia e até mesmo escalonável para tamanhos de insetos.

Os pesquisadores da TU Delft do MAVLab desenvolveram um novo robô voador inspirado em insetos; até agora incomparável em seu desempenho, com um design simples e fácil de produzir. Como em insetos voadores, as asas batendo do robô, batendo 17 vezes por segundo, não apenas gerar a força de sustentação necessária para permanecer no ar, mas também controlar o vôo por meio de pequenos ajustes no movimento da asa. Inspirado por moscas de fruta, os mecanismos de controle do robô provaram ser altamente eficazes, permitindo que ele flutue no local e voe em qualquer direção com alta agilidade.

“O robô tem velocidade máxima de 25 km / he pode até realizar manobras agressivas, como inversões de 360 ​​graus, assemelhando-se a loops e rolos de barril, "diz Matěj Karásek, o primeiro autor do estudo e projetista principal do robô. "Além disso, o robô de 33 cm de envergadura e 29 gramas tem excelente eficiência energética para seu tamanho, permitindo cinco minutos de voo pairado ou mais de 1 km de autonomia com uma bateria totalmente carregada. "

Pesquisa sobre manobras de fuga da mosca-das-frutas

O desempenho de vôo do robô, combinado com sua programação, também o tornam adequado para pesquisas sobre o voo de insetos. Para este fim, TU Delft colaborou com a Universidade de Wageningen. "Quando vi o robô voando pela primeira vez, Fiquei surpreso com o quão próximo seu vôo se assemelhava ao de insetos, especialmente ao manobrar. Imediatamente pensei que poderíamos realmente empregá-lo para pesquisar o controle e a dinâmica do vôo dos insetos, "diz o Prof. Florian Muijres do grupo de Zoologia Experimental da Wageningen University &Research. Devido ao trabalho anterior do Prof. Muijres sobre as moscas da fruta, a equipe decidiu programar o robô para imitar as ações de controle hipotéticas dos insetos durante as manobras de fuga de alta agilidade, como aqueles para evitar golpes.

As manobras realizadas pelo robô se assemelhavam às observadas em moscas-das-frutas. O robô foi ainda capaz de demonstrar como as moscas-das-frutas controlam o ângulo de giro para maximizar seu desempenho de fuga. "Em contraste com os experimentos com animais, tínhamos total controle do que estava acontecendo no "cérebro" do robô. Isso nos permitiu identificar e descrever um novo mecanismo aerodinâmico passivo que auxilia as moscas, mas possivelmente também outros animais voadores, em direcionar sua direção ao longo dessas curvas inclinadas rápidas, "acrescenta Karásek.

Potencial para aplicações futuras

O MAVLab tem desenvolvido robôs voadores inspirados em insetos por mais de 10 anos dentro do projeto DelFly. O líder científico do MAVLab, Prof. Guido de Croon, diz, "Drones inspirados em insetos têm um grande potencial para novas aplicações, como eles são leves, seguro perto de humanos, e são capazes de voar com mais eficiência do que os designs de drones mais tradicionais, especialmente em escalas menores. Contudo, até agora, esses robôs voadores não tinham agilidade suficiente, e exigiam um processo de fabricação excessivamente complexo. "O robô neste estudo, chamado DelFly Nimble, baseia-se em métodos de fabricação estabelecidos, usa componentes prontos para uso, e sua resistência de vôo é longa o suficiente para ser de interesse para aplicações no mundo real.

O DelFly Nimble será desenvolvido dentro do projeto TTW, "Ágil como uma abelha, "que é uma colaboração entre a TU Delft e a Universidade de Wageningen, financiado pela fundação científica holandesa NWO.